Requisitos das caldas de injeção

Para os vários tipos de misturas interessa que, de forma geral e numa primeira abordagem, satisfaçam os seguintes requisitos (Adami e Vintzileou, 2008):

- Compatibilidade física e química com os materiais que constituem os suportes;

- Eficiência, do ponto de vista de resistência mecânica, i.e. módulo de elasticidade equivalente ao da alvenaria.

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Depois de estabelecidos os padrões necessários à compatibilidade - do ponto de vista da recetibilidade dos materiais antigos aos novos que serão introduzidos - à introdução das novas propriedades mecânicas, em conjunto com os estudos prévios que permitam avaliar o estado de degradação da estrutura, no que respeita, pelo menos, à profundidade das cavidades, fissuras e comunicação dos poros, é, então, desbloqueada uma nova fase de averiguação das propriedades essenciais a uma injeção de sucesso. Assim sendo, definem-se de seguida, de acordo com Luso (2012) , as propriedades mais importantes a ter em conta aquando da formulação de grouts de injeção, complementadas com contribuições de diversos autores:

Fluidez– capacidade de permanecer no estado fluido por tempo suficiente, enquanto percorre

o interior da alvenaria e se difunde de forma homogénea nas cavidades (Valluzi, 2000). A fluidez depende fundamentalmente da distribuição granulométrica dos grãos, da natureza, forma e superfície específica das partículas, da percentagem de água de amassadura e do método de mistura da calda (Vintzileou, 2006). Isto significa que a simples junção de ligante e água, provavelmente será insuficiente para uma performance desejada por parte do grout (Baltazar, Henriques, Jorne e Cidade, 2014).

Estabilidade – capacidade de permanecer homogénea, ou seja, exibir as mesmas propriedades

(ou muito semelhantes) durante o processo de introdução na alvenaria e, numa fase posterior, em repouso até ao seu endurecimento. A estabilidade de um grout está dependente da velocidade a que se prepara a mistura, do tempo que esta demora e, ainda, com o momento de adição e o tipo de adjuvante adicionado. Está, ainda, relacionada com a capacidade de retenção de água da mistura.

A retenção de água pode ser melhorada pela introdução de finos, como cinzas volantes e sílica de fumo. Estes materiais podem ajudar no controlo da segregação e exsudação. Pode-se afirmar que conseguir a estabilidade na conceção de um grout de injeção constitui um objetivo fundamental, pois constitui a condição para a qual se obtêm as mesmas propriedades em todos os locais no seio do material, quando este passa do estado fresco para os estado endurecido (Luso, 2012).

Exsudação– ressurgimento da água de mistura à superfície do grout, com a formação de uma

lâmina de água. Está essencialmente ligada com a relação água/ligante, com a concentração de partículas e a dispersão granulométrica do ligante.

Segregação– Tendência para os materiais que compõem o grout, se separarem por camadas

bem definidas. Depende da forma, dimensão e densidade das partículas e também da quantidade de água utilizada. Segundo Laefer et al. (1996) a segregação depende das caraterísticas do grout e pode ser influenciada pela relação a/l e pela quantidade de absorção de água do suporte. Se há segregação, a penetração da mistura é difícil e a resistência final é alterada.

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Injetabilidade – Eklund and Stille afirmam que a habilidade de um grout em penetrar nas

cavidades, canais e porosidades do material, depende de dois aspetos: reologia e tendência de filtragem. A tendência de filtragem é a capacidade que um grout tem de prevenir obstruções nos poros de menor dimensão, evitando que os grãos de ligante entupam o caminho de escoamento e impeçam uma penetração mais profunda (Bras e Henriques, 2012).

No quadro seguinte, estão indicados resumidamente os requisitos essenciais, categorizados de modo a facilitar a compreensão de cada um deles e observar, de forma clara, quais os pontos em comum:

Quadro 2.2 - sintese dos requisitos essenciais a uma calda de injeção, apropriada para reforço de uma estrutura (adaptado de (Binda et al., 1997) (Luso, 2012))

Requisitos Reológicos

- Pretende-se fluidez durante o processo de injeção e capacidade de penetração uniforme de modo a que haja um completo preenchimento dos vazios de igual forma;

- Ausência de segregação;

- A exsudação deve ser mínima, para diminuir a presença de vazios quando a mistura estiver no estado endurecido;

Requisitos Químicos

- Deverá ter caraterísticas químicas estáveis no tempo, ou seja, ser capaz de formar ligações químicas fortes com o material existente, através de reações irreversíveis;

- Deverá ser resistente aos sais de sulfato, de modo a evitar formação de produtos expansivos (por ex.: etringite) e eflorescências;

- Teor de álcalis deverá ser mínimo;

Requisitos Físicos

- O tempo de início de presa deverá ser adequado ao tempo necessário à execução da injeção;

- Pretende-se que a calda tenha uma retração baixa;

- As propriedades higroscópicas deverão ser caraterizadas por insolubilidade em água e estabilidade volumétrica na presença de água

Requisitos Mecânicos

- As caraterísticas de resistência mecânica e, essencialmente, de rigidez deverão ser similares às da argamassa original, ou apenas ligeiramente superiores;

Pode retirar-se da análise do quadro anterior, que um dos requisitos de maior importância é a aderência do grout ao suporte. Como foi referenciado por Adami e Vintzileou (2008), testes mecânicos em alvenarias de pedra ordinária de três panos, umas injetadas com grout e outras não, provaram que um dos parâmetros chave das propriedades mecânicas do grout não é a resistência à compressão. Como foi sugerido por Toumbakari (2002), a eficiência do processo de injeção depende nas propriedades de ligação da interface grout-materiais in situ.

Estas propriedades necessitam, forçosamente, de dados concretos de forma a se quantificarem os valores que traduzem uma ligação sólida destas interfaces, o que desviaria o assunto abordado nesta

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dissertação, uma vez que os ensaios propostos para a averiguação de uma boa aderência, são realizados em provetes e este estudo incide unicamente nas propriedades de grouts no estado fresco.

Sabe-se que a ligação química (chemical bond) é mobilizada quando o escorregamento (slip/slippage) na interface grout-suporte é praticamente zero, decrescendo para valores quase nulos quando este ocorre. Existem ainda outros fatores que podem influenciar a aderência do grout, destacando-se a mineralogia do substrato (estrutura interna da alvenaria), a porosidade da sua superfície, o tipo de ligante e a presença de pozolanas (sílica de fumo, por exemplo). É do conhecimento geral que a ligação entre o grout e a alvenaria ou agregados, respetivamente, é devida também à ligação do tipo mecânica, que depende igualmente das caraterísticas do substrato (Adami e Vintzileou, 2008).

Assim, a escolha do grout de acordo com a tipologia e a textura da parede, assume particular importância, uma vez que pode determinar se o reforço é ou não eficaz. As alvenarias de três panos são indubitavelmente mais adequadas a este tipo de operação, quando comparadas com as de dois panos, composta por grandes blocos de pedra aparelhada (Corradi, Borri e Vignoli, 2002).